Electronegativitat

L'electronegativitat és una magnitud química que mesura la força d'atracció que exerceix un àtom sobre els electrons d'un altre àtom en un enllaç químic. Se simbolitza amb la lletra grega khi minúscula, ${\displaystyle \chi }$. Hi ha diferents escales d'electronegativitat, les més importants són la de Pauling, la de Mulliken, la d'Allred i Rochow i la de Sanderson.

En general, els diferents valors d'electronegativitat dels àtoms determinen el tipus d'enllaç químic que es formarà en la molècula que els combina, per exemple la molècula AB. Així, segons la diferència entre les electronegativitats d'aquests, ${\displaystyle \chi _{A}}$ i ${\displaystyle \chi _{B}}$, es pot determinar (convencionalment) el tipus d'enllaç. Amb l'escala de Pauling s'empren aquest criteris:

• Iònic si ${\displaystyle \mid \chi _{A}-\chi _{B}\mid \,\geq 2}$. És el cas del clorur de sodi ${\displaystyle \mid \chi _{Cl}-\chi _{Na}\mid \,=\,\mid 3,16-0,93\mid \,=\,2,23}$.
• Covalent polar si ${\displaystyle 0,4\leq \,\mid \chi _{A}-\chi _{B}\mid \,\leq 2}$. Per exemple en el fluorur d'hidrogen ${\displaystyle \mid \chi _{F}-\chi _{H}\mid \,=\,\mid 3,98-2,20\mid \,=\,1,78}$.
• Covalent no polar si ${\displaystyle \mid \chi _{A}-\chi _{B}\mid \,\leq 0,4}$. Hom el troba al metà ${\displaystyle \mid \chi _{C}-\chi _{H}\mid \,=\,\mid 2,55-2,20\mid \,=\,0,35}$.

El terme «electronegativitat» fou introduït pel químic suec Jöns Jacob Berzelius el 1811, encara que el concepte era conegut abans i fou estudiat per molts químics. L'electronegativitat no es pot mesurar directament i s’ha de calcular a partir d’altres propietats atòmiques o moleculars. El 1932 Linus C. Pauling proposà una fórmula per calcular diferències d'electronegativitats que depèn de les energies d’enllaç de les molècules, com a desenvolupament de la teoria de l'enllaç de valència. El 1934 Robert S. Mulliken establí una fórmula per calcular electronegativitats absolutes a partir de l'energia d'ionització i l'afinitat electrònica dels elements químics i pogué calcular-la per a onze elements. Pauling determinà amb la seva fórmula les electronegativitats per a 10 elements el 1939 i per a 50 el 1960, establint com a valor per a l'hidrogen χ_H = 2,1.^[1] Posteriorment s'han proposat diversos mètodes de càlcul i, tot i que hi ha diferències en els valors numèrics de l'electronegativitat, tots els mètodes mostren les mateixes tendències periòdiques entre els elements.

L'electronegativitat és màxima a l'extrem superior dret de la taula periòdica (el fluor té el valor màxim, χ_F = 3,98, ja que els tres primers gasos nobles no tenen valor de l'electronegativitat perquè no formen composts) i mínima a l'extrem inferior esquerre (el franci té el valor menor χ_Fr = 0,7). A la taula periòdica l'electronegativitat varia de forma regular, la qual cosa es pot justificar a partir de la definició d'electronegativitat d'Allred i Rochow ${\displaystyle \chi _{\rm {AR}}}$ que depèn de la càrrega nuclear efectiva ${\displaystyle Z_{\rm {ef}}}$ i del radi covalent de l'àtom ${\displaystyle r_{\rm {cov}}}$:

$${\displaystyle \chi _{\rm {AR}}=3\,590{{Z_{\rm {ef}}} \over {r_{\rm {cov}}^{2}}}+0,744}$$

• En un grup (columna) disminueix en augmentar el nombre atòmic ${\displaystyle Z}$, ja que si bé augmenta la càrrega nuclear també augmenten els nivells ocupats i els darrers electrons, els que formen els enllaços estan més allunyats del nucli en davallar a la taula periòdica. Per exemple les electronegativitats de Pauling del grup 1 dels metalls alcalins són: χ_Li = 0,98, χ_Na = 0,93, χ_K = 0,82; χ_Rb = 0,82, χ_Cs = 0,79, χ_Fr = 0,7.^[2]
• En un període (fila) creix en augmentar ${\displaystyle Z}$, ja que augmenta la càrrega nuclear efectiva ${\displaystyle Z_{\rm {ef}}}$ per l'augment del nombre de protons i els electrons se situen tots en el mateix nivell. Els elements químics situats a la dreta de la taula periòdica són els més electronegatius, exceptuant-ne els tres primers gasos nobles (He, Ne i Ar). Per exemple, la variació de les electronegativitats de Pauling en el 2n període són: χ_Li = 0,98, χ_Be = 1,57, χ_B = 2,04, χ_C = 2,55, χ_N = 3,04, χ_O = 3,44, χ_F = 3,98.^[2]